6ES7312-5BF04-0AB0供应

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结束语：综上所述，随着水泥行业不断向大型化、智能化的发展，DCS系统在水泥行业中起着越来越重要的作用。必将成为水泥生产企业不可取代的主要生产控制方式。

1背景

φ3500立式机床是一种自动化程度要求较高的机电设备，一般应用于冶金行业，车制各种大型工件；它通常采用继电器逻辑控制方式，设备的电控系统故障，检修周期长。随着技术的进步，这类控制系统已显示出越来越多的弊端。近年来PLC机在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势，是其它工控产品难以比拟的。如果用PLC控制技术对这些系统实施改造，则具有普遍的技术及经济意义。

2 方案选择

原设备为手动操作，根据使用部门的建议，在改造方案上维持改造前设备人一机界面的原始性，这样可以有效减少设备使用人员的误操作，不至于使设备的事故率在技术改造后有所增加。

系统的工作台变速单元依靠液压电磁阀来实现，并由机械传动部件不断地改变传输比，达到改变工作台转速目的。其变速操作相当繁琐，先让主机停车，选好速度后，微动使齿轮重新啃合再挂挡，后重新启动。根据现场负载计算与理论分析，保留主拖动方式，用一台FRN15G95-4JE电压型通用变频器，对工作台电机进行速度换向控制。FRN15G954JE电压型通用变频器具有转矩矢量控制、转差补偿、电AVR自整定、负载转矩自适应等一系列功能，在无速度传感器的开环运行条件下，采用磁通矢量控制和电机参数自动测试等功能后，其调速性能达到甚至传统晶闸管供电的双闭环直流调速系统。原系统还有左右两个架，可纵向横向移动，通过电磁离合器与左右驱动电机连接。左右驱动电机有Y/△变换，因此有两级工作进给速度：I级0.29- 45.6m/min，II级0.58-91.2m/min。改造时，仍维持原方式。

3 PLC机型选择

3．1 输入输出点数

PLC控制系统的输入信号包括操作台控制输入、工作台和架各速度信号、分布在机床上各部分行程开关及变频器投入信号。共有64个输入点。

PLC的控制负载主要分成三类：一是10台交流电机正反转主接触器；二是用于左右架调速的离合器线圈（电磁离合器直接由PLC驱动）；三是显示、报警负载（包括显示灯、声光报警器等）；四是工作台调速输出（到变频器）。共56个输出点。

3．2 PLC选型

确定输入输出点后，还要进行PLC选型，本系统除了与变频器连接需模拟量外，全部为开关量，再考虑到性能价格比及输入输出点数，选用德维森公司ATCS系列PPC31型机, PPC31为模块化结构，系统配置灵活，编程功能强，性能价格比高。

4 系统设计

4．1 变频器设计

系统所有动作都有PLC控制。当PLC输出继电器out1=ON时，工作台正转；输出继电器out2=ON时，工作台反转。工作台共有16级速度。操作时，将二进制值存储在PLC数据区，当正反转时，操作台输入速度值，而PLC输出一路二进制值，经D/A转换到变频器的12号输入端，满足工作台调速要求。当out1 and out3=O N时，工作台点动正转；当out2 and out 3=ON时，工作台点动反转。点动速度用变频器提供的多段速指令选择。当电机过载缺相时，热继电器FR动作，使变频器THR端子OFF，可在瞬间封锁 U.V.W输出，同时闭合故障继电器30A-30C触点，经PLC输入继电器产生系统故障报警。

在快速制动过程中，一但电机反馈“泵升”电压使变频器母线电压达到800V时，制动单动BU功率模块立即导通，接入电阻R释放电机储能，实现快速的制动。

4．2 软件设计

PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，程序执行速度快，在架进给双速电机时，需要通过Y/△变换实现变速，因此为了避免Y/△变换中电源短路，除了用互锁外，还设置切换延时，定为1S。同样，在横梁下降（反转）时，还需要回升（正转），因此也需要设置切换延时，以防电源短路。

5 结束语

实践证明，用PLC改造传统继电器控制系统是很好的方法。它可以充分发挥PLC高性、高抗干扰的特点，寿命长、维修量少、查找外部线路简单。同时采用变频器改善了原系统工作台启动调速性能，有利于节能（原系统机械变速，低速时电机功率损耗大），提高了效率，为企业创造较好的经济效益。

1 引言

近几年，由于市场对彩涂板的需求量日益增加，广泛应用在家电产品，办公设施，汽车板等行业。同时，市场对彩涂板质量的要求与过去相比加严格。为达到较高的成材率，节省人力和能源的目的，唐钢冷轧薄板彩涂生产线引进世界设备，自动化系统采用罗克韦尔自动化公司的ControlLogix系统，实现对彩涂生产线的数据采集、过程控制、顺序控制、传动控制及运动控制、连锁等。

2 彩涂生产线工艺简介

生产线由入口段、入口活套段、化学处理段、涂层段、出口活套段、出口段六部分组成。

2.1 入口段

通过测宽、测径后的钢卷由运卷小车输送并插入开卷机，钢卷头部由夹送辊送入双切剪，在这一区域安装两套入口钢卷座、入口运卷小车、开卷机和夹送辊。钢卷头部有缺陷的部分由双切剪剪掉，由带钢输送台把钢卷输送到缝合机，将前后两卷带钢头尾缝合在一起。入口处钢卷处理为自动和手动。本段特点：生产线上安装两台开卷机，双排型缝合机。

2.2 入口活套段

入口活套有效储量为 175米，与入口钢卷的处理时间对应，在穿带过程中，为了危险，活套上辊是移动的，下辊是固定的。当带钢缝合时，工艺段可以保持正常工艺速度连续生产。

2.3 化学处理段

在活套后部，安装清洗和洗设备，除去带钢表面油脂和氧化物。清洗设备由1个碱洗槽，1个刷洗槽，1段表面调整，4个热水漂洗槽清洗段和1台化学涂层机组成 。碱洗槽用喷淋法进行化学清洗和脱脂， 刷洗槽用机械方法进行清洗和脱脂，表面调整为了增加化学液与镀锌板的附着力，增强耐弯、耐剥落能力，热水漂洗槽使用喷热水除去带钢表面残留物，化涂机将带钢表面涂上化学保护膜，增加涂料与基板的附着力。预处理为铬酸盐辊涂处理。

各段的温度、液位被自动控制，浓度测量显示。

2.4 涂层段

这一部分由涂层机和炉子组成。

(a)涂层机

经过化学处理的带钢进入涂层机由涂层机对带钢进行涂层。在这条生产线上，涂层工艺分两步进行。步为初涂。二步为精涂。涂层厚度由涂敷辊的频率和两个辊之间的位置可以很控制，在备用精涂机上安装快速换颜色装置。涂膜厚度由辊子旋转速度和测辊缝传感器控制，连接处可以由设备拆卸。涂层机维护方便：涂头可以从工作侧抽出，涂层机由轴承箱杆快速换。

(b) 炉子段

炉子段由四部分组成，依此为No.1初涂炉，No.1冷却装置，No.2精涂炉，No.2冷却装置，目的是对带钢进行烘干。No.1初涂炉，No.1冷却装置安装在二层上，No.2精涂炉，No.2冷却装置安装在三层上。

经过No.1初涂机，带钢进入No.1初涂固化炉，由热空气加热到所需烘烤温度，然后进入No.1冷却装置。

No.1冷却装置通过喷水对带钢进行冷却，冷却后的带钢通过 No.1干燥器进入No.2涂层机。

经过No.2精涂机，带钢进入No.2精涂固化炉，由热空气加热到所需烘烤温度，然后进入No.2冷却装置。

每个炉子的温度由PLC 控制，目的是保证任何尺寸带钢的烘烤温度。炉内带钢位置由控制垂度传感器自动控制，为了保证，溶剂浓度由低爆炸限（LEL）传感器显示，带钢温度由辐射高温计自动控制。

2.5 出口活套段

出口活套有效储量为175米，与出口段分卷造成的减速相对应。出口活套与入口活套采用同样的方法，在穿带过程中为了危险，活套上辊是移动的，下辊是固定的。

2.6 出口段

从出口活套出来的钢卷由出口剪分段，然后由张力卷取机卷取，卷好的钢卷由运卷小车放置在出口钢卷座上。这一区域安装转向夹送辊，带式输送台，皮带助卷器，出口运卷小车和出口钢卷座。出口处钢卷处理为自动和手动。贴保护膜装置布置在检查站之后保护涂层表面，在生产线上安装一台张力卷取机，从张力卷取机到钢卷座，出口钢卷处理是全自动的。

3 系统设计

3.1.1网络

整个彩涂生产线ControlLogix控制系统通过ControlNet网实现控制站之间进行通讯、控制器与传动控制系统的通讯、控制器与一级服务器之间的通讯。通过以太网实现一级服务器与客户端以及服务器之间的通讯。ControlNet网络通讯接口模块采用1756CNBR。ControlNet网是一个实时的控制网络， Controllogix控制系统的ControlNet网了PLC系统传统的Souce-Destination(源-目的地)的点对点和巡检的通讯模式，而采用了的Producer-Consumer(生产-消费)的通讯模式。其支持计划性信息和非计划性信息的传输，用ControlNet取代了以往多种主控网和现场网的功能。并具备了对实时性数据传递的确定性，可重复性和实时性要求。ControlNet和ControlLogix框架的连接由模板CNB或CNBR来实现，网络介质用75Ω同轴电缆组成，网络每段大传输距离1000m，段与段之间用中继器可以延伸网络，网络传输速率达到5Mbps，既可以组成单通讯网络，也可以组成冗余通讯网络。ControlNet网络配置的特点是无论是CPU框架还是远程扩展框架均由CNB(CNBR,冗余配置)模块挂在ControlNet网络上，然后由软件进行管理扩展模块的归属，这一特点使网络的扩展和走线十分灵活。该系统还可以用以太网通讯模板和DH+通讯模板做网桥，将ControlNet网分别连到以太网和DH+网上，做到控制网和管理网合二为一。

3.1.2 ControlLogix控制器和模板

CPU选用新的ControlLogix控制器1756-L61，控制器内存为2M。数字量输入模板采用1756-IB32；数字量输出模板采用1756-OB32；模拟量输入模板采用1756-IF16；模拟量输出模板采用1756-OF8。

3.2 软件组成

编程软件采用RSLogix5000，实现对ControlLogix系统组态及控制程序的编制及调试。通讯软件RSLinx，用于RSView32、RSLogix5000的通讯驱动。网络软件RSNetwork for ControlNet 用于ControlNet网络组态、规划和调度。

工作图形软件采用罗克韦尔公司的RSView32 6.3工控组态软件。

4 控制功能

4.1 入口段控制

入口段功能：入口小车自动运卷控制；钢卷高度对中、宽度对中、自动侧宽测径。自动上卷、自动穿带、自动切、带尾。入口段速度和张力的控制等。

4.2 入口活套段控制

主要控制入口活套的张力以及入口活套的充放套，以满足工艺段可以保持正常工艺速度连续生产。

4.3 化学处理段控制

主要控制清洗、漂洗、表调各槽的温度、液位及浓度；化学处理段带钢的速度和张力。

4.4 涂层段控制

主要控制固化炉的温度、压力及带钢在炉内的垂度；各个涂机的运行速度；该段的带钢张力和速度。

4.5 出口活套段控制

主要控制出口活套的张力以及出口活套的充放套，以满足工艺段可以保持正常工艺速度连续生产。

4.6 出口段控制

出口小车自动运卷控制；自动称重。自动卸卷、自动穿带、自动切分切、缝合点剪切。出口段速度和张力的控制等。

5 结论

ControlLogix系统在唐钢彩涂生产线的应用结果表明，该系统具有以下优点：

（1）高性：系统自2004年5月份投运至今未发生任何控制系统故障，保证了生产的性。

（2）系统的升级灵活：ControlLogix的内存采用FlashMemory结构，控制器版本的升级，通过软件完成。

（3）适合顺序、过程、传动和运动控制的模块化、控制平台：每个ControlLogix处理器可以执行多个控制任务，减少所需要的控制器个数，这样，排错快。可以分别触发多个周期任务以便达到高的性能水平。

（4）通用的编程环境和Logix控制引擎：无论选用的平台和网络，通过使用通用的控制模型，都可以降低系统成本，简化集成。组态和编程是一致的，这样，不论开始的程序开发还是长远的系统维护，都很方便。